intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE
 » 
 » 

Luận án tốt nghiệp: Xác định tổng hàm lượng sắt trong một số mẫu nước sinh hoạt ở thành phố Hồ Chí Minh

Chia sẻ: Hoang Minh Duc | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:59

Thêm vào BST
Báo xấu
353
lượt xem 81
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Luận án tốt nghiệp: Xác định tổng hàm lượng sắt trong một số mẫu nước sinh hoạt ở thành phố Hồ Chí Minh nhằm xây dựng quy trình phân tích sắt đơn giản, dễ áp dụng trong hầu hết các phòng thí nghiệm phân tích với độ chính xác cao; áp dụng quy trình phân tích trên để xác định tổng hàm lượng sắt trong một số mẫu nước sinh hoạt ở thành phố Hồ Chí Minh.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận án tốt nghiệp: Xác định tổng hàm lượng sắt trong một số mẫu nước sinh hoạt ở thành phố Hồ Chí Minh

  1. TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐÀ LẠT KHOA HÓA HỌC NGÀNH PHÂN TÍCH ---------- XÁC ĐỊNH TỔNG HÀM LƯỢNG SẮT TRONG MỘT SỐ MẪU NƯỚC SINH HOẠT Ở THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC K.33 GVHD : Th.S HỒ THỊ BÍCH NGỌC SVTH : HOÀNG MINH ĐỨC Đà Lạt, năm 2013
  2. LỜI CẢM ƠN Em xin chân thành cảm ơn toàn thể các Thầy Cô khoa Hóa Học – Trường Đại học Đà Lạt đã tận tình giảng dạy và truyền đạt những kiến thức quý báu cho em trong suốt thời gian bốn năm Đại học vừa qua. Em xin bày tỏ lòng biết ơn tới Cô Hồ Thị Bích Ngọc đã tạo mọi điều kiện thuận lợi, động viên, tận tình và truyền đạt kiến thức, kinh nghiệm cho em trong suốt thời gian thực hiện đề tài này. Em xin chân thành cảm ơn Cô Nguyễn Thị Như Mai, Thầy Nguyễn Hải Hà đã đọc, góp ý kiến và phản biện cho khóa luận này. Tôi xin chân thành cảm ơn các bạn lớp HHK33 và các bạn có quan tâm đã động viên và giúp đỡ tôi hoàn thành khóa luận này. Cuối cùng, con xin tỏ lòng biết ơn Cha, Mẹ và những người thân đã động viên và tạo điều kiện thuận lợi về mọi mặt để con hoàn thành khóa luận này. Đà Lạt, tháng 5 năm 2013 Sinh viên Hoàng Minh Đức
  3. LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi. Những kết quả và số liệu trong khóa luận này chưa được ai công bố dưới bất cứ hình thức nào. Tôi hoàn toàn chịu trách nhiệm trước nhà trường về sự cam đoan này. Đà Lạt, tháng 5 năm 2013 Sinh viên Hoàng Minh Đức
  4. MỤC LỤC Trang LỜI MỞ ĐẦU............................................................................................................1 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN .....................................................................................3 I.1. KHÁI QUÁT VỀ NƯỚC ................................................................................3 I.1.1. Phân loại nguồn nước..................................................................................3 I.1.1.1. Phân loại nước theo đặc điểm phân bố trên bề mặt Trái Đất ...............3 I.1.1.2. Phân loại nước theo nguyên tắc và mục đích sử dụng .........................3 I.1.2. Thành phần và tính chất của nước ..............................................................4 I.1.2.1. Thành phần của nước............................................................................4 I.1.2.2. Tính chất của nước ...............................................................................4 I.1.3. Vai trò của nước đối với đời sống con người .............................................5 I.1.4. Vấn đề ô nhiễm nguồn nước .......................................................................6 I.1.5. Ô nhiễm môi trường nước tại thành phố Hồ Chí Minh ..............................7 I.1.5.1. Đặc điểm của hệ thống kênh rạch, cấp thoát nước, nước thải thành phố Hồ Chí Minh ..............................................................................................7 I.1.5.2. Ô nhiễm do nước thải sinh hoạt và dịch vụ ..........................................8 I.5.1.3. Ô nhiễm do các hoạt động nông nghiệp ...............................................8 I.5.1.4. Ô nhiễm do nước thải công nghiệp.......................................................9 I.5.1.5. Hệ thống xử lý và thu gom rác thải ở Thành phố Hồ Chí Minh ..........9 I.2. SẮT VÀ HỢP CHẤT CỦA SẮT..................................................................10 I.2.1. Sắt..............................................................................................................10 I.2.1.1. Tính chất lý học ..................................................................................10 I.2.1.2. Tính chất hóa học ...............................................................................11 I.2.1.3. Trạng thái tự nhiên..............................................................................12 I.2.2. Các hợp chất của sắt..................................................................................12 I.2.2.1. Hợp chất của Fe(II).............................................................................12 I.2.2.2. Hợp chất của sắt (III) ..........................................................................14 I.2.3. Vai trò của sắt ...........................................................................................15 I.2.3.1. Đối với cơ thể con người ....................................................................15 I.2.3.2. Đối với cây trồng và chăn nuôi...........................................................16 I.2.3.3. Đối với công nghiệp ...........................................................................17
  5. I.3. CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH SẮT .................................................18 I.3.1. Phương pháp phân tích định tính sắt (III) .................................................18 I.3.1.1. Phản ứng với K4[Fe(CN)6] .................................................................18 I.3.1.2. Phản ứng với thioxianat......................................................................18 I.3.2. Phương pháp phân tích định lượng sắt (III)..............................................18 I.3.2.1. Phương pháp phân tích hóa học..........................................................18 I.3.2.2. Phương pháp phân tích hóa lí .............................................................20 I.4. GIỚI THIỆU VỀ PHƯƠNG PHÁP TRẮC QUANG SO MÀU ...............22 I.4.1. Định luật cơ bản về hấp thụ quang (định luật Bouguer – Lambert – Beer)............22 I.4.2. Điều kiện áp dụng định luật ......................................................................22 I.4.3. Các tiêu chuẩn của phức chất dùng trong phương pháp trắc quang so màu .23 I.4.4. Các phương pháp xác định nồng độ..........................................................23 I.4.5. Ưu điểm của phương pháp trắc quang: .....................................................24 I.5. GIỚI THIỆU AXIT SUNFOSALIXILIC ...................................................24 I.6. XỬ LÝ THỐNG KÊ CÁC KẾT QUẢ PHÂN TÍCH.................................25 CHƯƠNG II: THỰC NGHIỆM ............................................................................26 II.1. THIẾT BỊ, DỤNG CỤ, HÓA CHẤT .........................................................26 II.1.1. Thiết bị, dụng cụ ......................................................................................26 II.1.2. Hóa chất ...................................................................................................26 II.1.3. Chuẩn bị các dung dịch............................................................................26 II.2. KHẢO SÁT CÁC ĐIỀU KIỆN XÁC ĐỊNH SẮT BẰNG PHƯƠNG PHÁP TRẮC QUANG SO MÀU .......................................................................27 II.2.1. Khảo sát bước sóng hấp thụ cực đại ........................................................27 II.2.2. Khảo sát ảnh hưởng của thể tích dung dịch NH3 5% ..............................29 II.2.3. Khảo sát ảnh hưởng của thể tích dung dịch axit sunfosalixilic 10% .............30 II.2.4. Khảo sát thời gian ổn định màu và bền màu ...........................................32 II.2.5. Khảo sát khoảng tuyến tính tuân theo định luật hấp thụ Bouger – Lambert – Beer ...................................................................................................33 II.2.6. Khảo sát ảnh hưởng của nguyên tố cản ...................................................35 II.2.6.1. Khảo sát ảnh hưởng của Cu(II) .........................................................35 II.2.6.2. Khảo sát ảnh hưởng của Mn(II) ........................................................37 II.2.6.3. Khảo sát ảnh hưởng của Al(III) ........................................................38
  6. II.2.7. Dựng đường chuẩn trên nền nguyên tố cản.............................................40 II.2.8. Sai số tương đối của phương pháp trắc quang so màu Fe(III) với thuốc thử axit sunfosalixilic trong môi trường NH3.....................................................42 II.3. ÁP DỤNG CÁC KẾT QUẢ KHẢO SÁT ĐỂ XÁC ĐỊNH TỔNG HÀM LƯỢNG SẮT TRONG MỘT SỐ MẪU NƯỚC SINH HOẠT Ở THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH...........................................................................................43 II.3.1. Lấy mẫu và bảo quản mẫu nước..............................................................43 II.3.1.1. Lấy mẫu nước....................................................................................43 II.3.1.2. Bảo quản mẫu nước...........................................................................43 II.3.2. Thời gian và địa điểm lấy mẫu ................................................................44 II.3.3. Xác định tổng hàm lượng sắt trong một số mẫu nước ở thành phố Hồ Chí Minh ...................................................................................................................45 KẾT LUẬN ..............................................................................................................49 TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................50
  7. DANH MỤC BẢNG Trang Bảng 1: Sự phụ thuộc của độ hấp thụ A vào bước sóng λ........................................28 Bảng 2: Sự phụ thuộc của độ hấp thụ A vào thể tích dung dịch NH3 5%. ...............29 Bảng 3: Sự phụ thuộc của độ hấp thụ A vào thể tích dung dịch axit sunfosalixilic 10%............................................................................................................................31 Bảng 4: Sự phụ thuộc của độ hấp thụ A vào thời gian t. ..........................................32 Bảng 5: Sự phụ thuộc của độ hấp thụ A vào nồng độ dung dịch Fe(III)..................34 Bảng 6: Sự phụ thuộc của độ hấp thụ A vào thể tích dung dịch Cu(II) 50μg/mL....36 Bảng 7: Sự phụ thuộc của độ hấp thụ A vào thể tích dung dịch Mn(II) 50μg/mL...37 Bảng 8: Sự phụ thuộc của độ hấp thụ A vào thể tích dung dịch Al(III) 1mg/mL. ...39 Bảng 9: Sự phụ thuộc của độ hấp thụ A vào nồng độ dung dịch Fe(III)..................41 Bảng 10: Các giá trị độ hấp thụ của mẫu giả............................................................42 Bảng 11: Các mẫu nước phân tích............................................................................44 Bảng 12: Bảng số liệu thực nghiệm:.........................................................................46 Bảng 13: Bảng kết quả xác định tổng hàm lượng sắt trong một số mẫu nước ở thành phố Hồ Chí Minh. .....................................................................................................47
  8. DANH MỤC HÌNH Trang Hình 1: Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của độ hấp thụ A vào bước sóng λ..............28 Hình 2: Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của độ hấp thụ A vào thể tích dung dịch NH3 5%..............................................................................................................................30 Hình 3: Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của độ hấp thụ A vào thể tích dung dịch axit sunfosalixilic 10%. ....................................................................................................31 Hình 4: Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của độ hấp thụ A vào thời gian t.................33 Hình 5: Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của độ hấp thụ A vào nồng độ dung dịch Fe(III). .......................................................................................................................35 Hình 6: Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của độ hấp thụ A vào thể tích dung dịch Cu(II) 50μg/mL. ........................................................................................................36 Hình 7: Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của độ hấp thụ A vào thể tích dung dịch Mn(II) 50μg/mL. .......................................................................................................38 Hình 8: Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của độ hấp thụ A vào thể tích dung dịch Al(III) 1mg/mL. ........................................................................................................39 Hình 9: Đường chuẩn trắc quang Fe(III)..................................................................41
  9. Khóa luận tốt nghiệp Đại học Khoa Hóa Học LỜI MỞ ĐẦU Nước là nguồn sống của sự sống, cần thiết không những đối với con người mà còn đối với tất cả các sinh vật. Con người có thể không ăn trong nhiều ngày mà vẫn sống nhưng sẽ không thể sống nổi chỉ sau ít ngày nhịn khát. Tuy nhiên do quá trình đô thị hóa, công nghiệp hóa và thâm canh trong nông nghiệp đã làm ảnh hưởng xấu đến tài nguyên nước, gây ảnh hưởng không nhỏ đến môi trường sinh thái cũng như sức khỏe của con người. Trong số những nguyên nhân gây ô nhiễm thì sự ô nhiễm kim loại nặng là rất nguy hiểm, trong đó sắt góp phần đáng kể vào tác động trực tiếp đến chất lượng nước. Hàm lượng sắt trong nước nhiều sẽ làm cho nước có mùi, có màu ảnh hưởng không nhỏ đến sức khỏe con người và vật nuôi, gây ra những bệnh như: tim mạch, tiểu đường, rối loạn sinh lí, rối loạn chức năng gan… Tuy nhiên, con người khi thiếu sắt thường hay đau đầu, chóng mặt, da xanh xao và khô, đổ mồ hôi, rụng tóc… Ngày nay, nhu cầu sử dụng nước sạch trong sinh hoạt của người dân ở nước ta hiện nay là rất lớn, đặc biệt là ở thành phố Hồ Chí Minh, ngoài nhu cầu sử dụng nước sạch trong sinh hoạt của các hộ dân, nhu cầu tiêu thụ nước ở các văn phòng công sở, trung tâm thương mại, trường học, bệnh viện… cũng cần một lượng nước sạch không nhỏ. Như vậy cùng với sự phát triển rất nhanh của nền kinh tế - công nghiệp ở thành phố Hồ Chí Minh, nhu cầu sử dụng nước sạch của thành phố không ngừng gia tăng. Tuy nhiên, môi trường nước ở thành phố Hồ Chí Minh hiện nay đã đến mức độ không chỉ báo động mà phải nói là nguy hiểm hơn mức báo động. Sự ô nhiễm đang hàng ngày, hàng giờ góp phần tác động làm suy giảm sức khỏe, chất lượng cuộc sống cư dân thành phố. Vì vậy, phân tích hàm lượng sắt trong nước là điều cần thiết để tạo cơ sở cho việc đánh giá mức độ ô nhiễm nguồn nước và có phương án khắc phục, xử lý, cải tạo nguồn nước một cách hiệu quả. Hoàng Minh Đức Trang 1
  10. Khóa luận tốt nghiệp Đại học Khoa Hóa Học Từ những lý do trên nên chúng tôi chọn đề tài: “Xác định tổng hàm lượng sắt trong một số mẫu nước sinh hoạt ở thành phố Hồ Chí Minh”. Trong bài khóa luận tốt nghiệp, nhiệm vụ cơ bản của đề tài này đặt ra là: - Xây dựng quy trình phân tích sắt đơn giản, dễ áp dụng trong hầu hết các phòng thí nghiệm phân tích với độ đúng và độ chính xác cao. - Áp dụng quy trình phân tích trên để xác định tổng hàm lượng sắt trong một số mẫu nước sinh hoạt ở thành phố Hồ Chí Minh. Hoàng Minh Đức Trang 2
  11. Khóa luận tốt nghiệp Đại học Khoa Hóa Học CHƯƠNG I: TỔNG QUAN I.1. KHÁI QUÁT VỀ NƯỚC [1], [3], [4], [5], [14]: Nước là hợp chất hóa học của oxi và hidro, có công thức hóa học là H2O. Nước rất quan trọng trong khoa học và đời sống, là nguồn tài nguyên vô cùng quý giá trên toàn thế giới. 70% diện tích của Trái Đất được che phủ bởi nước nhưng chỉ có 0,3% tổng lượng nước trên Trái Đất nằm trong các nguồn có thể khai thác dùng làm nước uống. I.1.1. Phân loại nguồn nước: Nước là nguồn tài nguyên rất cần thiết cho sự sống trên Trái đất. Nước tồn tại trong khắp sinh quyển như trong đất, trong các lưu vực, trong không khí và trong tất cả các cơ thể sống. I.1.1.1. Phân loại nước theo đặc điểm phân bố trên bề mặt Trái Đất: Dựa vào sự phân bố nước trên trái đất mà người ta phân loại nguồn nước như sau: - Nguồn nước dưới đất: Nguồn nước dưới đất bao gồm: nước thổ nhưỡng (nước trong tầng đất canh tác), nước ngầm và nước trong các túi nước tầng sâu (thường là nước khoáng). Theo vị trí tầng chứa nước và áp suất của nó, nước dưới đất được chia thành: + Nước không áp trong đới không khí (nước thượng tầng). + Nước ngầm có mặt thoáng tự do, áp suất thay đổi (tầng nước bị chặn phía dưới, phía trên không bị phủ tầng đất cách nước). + Nước ngầm mạch sâu giữa các vĩa có áp (tầng nước bị chặn hai phía bởi các lớp đất cách nước). - Nguồn nước mặt lục địa: + Nước băng tuyết. + Nước hồ và đầm lầy. + Nước sông suối. + Nước biển và đại dương. I.1.1.2. Phân loại nước theo nguyên tắc và mục đích sử dụng: Tùy thuộc vào mục đích sử dụng, người ta phân loại nước như sau: - Nước sinh hoạt. Hoàng Minh Đức Trang 3
  12. Khóa luận tốt nghiệp Đại học Khoa Hóa Học - Nước sử dụng cho nông nghiệp. - Nước sử dụng trong kĩ thuật. - Nước sử dụng cho các hoạt động vui chơi giải trí… I.1.2. Thành phần và tính chất của nước: I.1.2.1. Thành phần của nước: Nước là một hợp chất hóa học có thành phần rất đa dạng và phức tạp. Sự phân bố các chất hòa tan và thành phần khác trong nước quyết định bản chất của nước: - Nước ngọt, nước mặn, nước lợ. - Nước giàu hoặc nghèo dinh dưỡng. - Nước cứng hoặc nước mềm. - Nước bị ô nhiễm nặng hoặc nhẹ. Các chất hòa tan trong nước gồm: - Các khí hòa tan trong nước. - Các vi sinh vật hòa tan trong nước. - Các hợp chất hữu cơ hòa tan: trong nước có chứa nhiều chất hữu cơ do sự phân hủy của xác thực vật, động vật, do nước ngấm qua đất, hòa tan các chất hữu cơ có trong đất. - Các muối vô cơ hòa tan: đây là thành phần quan trọng nhất của các hợp chất hòa tan có trong tự nhiên, có hàm lượng từ 30mg/l đến 500mg/l, gồm các muối của ion kim loại kiềm K+, Na+…; kiềm thổ Ca2+, Mg2+… và các nguyên tố vi lượng như sắt, đồng, chì… Trong đó sắt là một nguyên tố có hàm lượng đáng kể và gây ra nhiều ảnh hưởng đến chất lượng nguồn nước đang được sử dụng hiện nay. I.1.2.2. Tính chất của nước: - Về mặt lí tính: Nước là chất có khả năng tồn tại ở cả ba dạng: rắn, lỏng và khí. Nước là một dung môi tốt nhờ vào tính lưỡng cực. Các hợp chất phân cực hoặc có tính ion như axit, rượu và muối đều dễ tan trong nước. Tính hòa tan của nước đóng vai trò rất quan trọng trong sinh học vì nhiều phản ứng hóa sinh chỉ xảy ra trong dung dịch nước. Hoàng Minh Đức Trang 4
  13. Khóa luận tốt nghiệp Đại học Khoa Hóa Học Nước tinh khiết không dẫn điện. Mặc dù vậy, do có tính hòa tan tốt, nước hay có tạp chất pha lẫn, thường là các muối, tạo ra các ion tự do trong dung dịch nước cho phép dòng điện chạy qua. - Về mặt hóa học: Nước là một chất lưỡng tính, có thể phản ứng như một axit hay bazơ. Ở pH = 7 (trung tính) hàm lượng các ion OH− cân bằng với hàm lượng của H3O+. Khi phản ứng với một axit mạnh hơn, ví dụ như với HCl, nước phản ứng như một bazơ: HCl + H2O H3O+ + Cl− Với amoniac, nước lại phản ứng như một axit: NH3 + H2O NH4+ + OH− Ngoài ra, nước còn tham gia trực tiếp vào các phản ứng hóa học, trong đó có hai phản ứng quan trọng nhất là phản ứng thủy phân và phản ứng ngưng tụ. I.1.3. Vai trò của nước đối với đời sống con người: Nước là một tài nguyên vô cùng quan trọng đối với mỗi quốc gia, là thành phần không thể thiếu đối với mỗi sinh vật. Nước đồng nghĩa với cuộc sống của sinh vật, cần thiết không những đối với con người, động vật mà cả đối với cây cỏ, chiếm một tỷ lệ lớn trong cơ thể sống. Trong cơ thể con người, nước là chất lỏng chiếm 60% đến 70% thể trọng của cơ thể; nước phân bố khắp nơi trong cơ thể như máu, cơ bắp, não bộ, phổi, xương khớp… Con người có thể không ăn trong vài tháng, nhưng thiếu nước trong hai ba ngày là có nguy cơ tử vong, việc thường xuyên thiếu nước làm giảm sút tinh thần, khả năng tập trung kém. Nước tham gia vào việc hình thành các dịch tiêu hóa, giúp con người hấp thụ chất dinh dưỡng, cũng như tạo thành các chất lỏng trong cơ thể, thúc đẩy quá trình trao đổi chất. Nước giúp duy trì nhiệt độ trung bình của cơ thể, giúp cơ thể hấp thụ, chuyên chở chất dinh dưỡng và ôxy nuôi tất cả các tế bào, giúp chuyển hóa thực phẩm ra năng lượng cần thiết cho các chức năng của cơ thể. Nước giúp bảo vệ các khớp xương, tránh viêm sưng, đau nhức vì nước là chất nhờn làm cho khớp cử động trơn tru, làm ẩm không khí để sự hô hấp dễ dàng, tránh dị ứng, ho khan, phòng chống được sự đóng cục máu ở các động mạch của tim, não, giảm nguy cơ tai biến tim và não. Nước còn giúp cho việc sản xuất các chất dẫn truyền thần kinh, các hormon cần thiết cho các chức năng và phản ứng sinh hóa của cơ thể. Uống nước đủ Hoàng Minh Đức Trang 5
  14. Khóa luận tốt nghiệp Đại học Khoa Hóa Học làm cho hệ thống bài tiết hoạt động thường xuyên, bài thải những độc tố trong cơ thể, có thể ngăn ngừa sự tồn đọng lâu dài của những độc tố gây bệnh ung thư. Mỗi ngày cơ thể mất đi khoảng 1,5 lít nước qua đại tiểu tiện, đổ mồ hôi, hơi thở. Khi làm việc, vận động, cơ thể sẽ mất thêm nước. Vì vậy, để giữ lượng nước của cơ thể bình thường, cần phải uống nước để thay thế phần mất đi. Nước có vai trò rất lớn trong đời sống cũng như sinh hoạt hàng ngày của con người như sử dụng trong sinh hoạt, nông nghiệp, công nghiệp, y tế, giao thông, dịch vụ… Hầu hết các hoạt động của con người đều sử dụng nước để ăn, uống, sinh hoạt hàng ngày… Trong nông nghiệp, nước là một nhân tố hết sức quan trọng cho nền nông nghiệp tồn tại và phát triển. Nước giúp cho quá trình sinh trưởng và phát triển của cây trồng, tạo ra năng suất lớn, kích thích ngành nông nghiệp phát triển. Trong công nghiệp, người ta dùng nước làm nguyên liệu ban đầu, dung môi, chất rửa, chất làm lạnh… Trong y tế cũng cần sử dụng nhiều nước như trong dược phẩm, trong phòng mổ, rửa sạch các vết thương, chạy thận nhân tạo… Trong giao thông vận tải cũng cần đến nước, đặc biệt là ngành giao thông đường thủy. Như vậy, nước có vai trò rất lớn trong đời sống của con người cũng như các loài sinh vật trên Trái Đất. Tuy nhiên hiện nay thì do nhu cầu sử dụng và ý thức của con người đã và đang làm cho môi trường nước bị ô nhiễm nghiêm trọng gây ra những ảnh hưởng không tốt cho con người và sinh vật trong khí quyển. I.1.4. Vấn đề ô nhiễm nguồn nước: Ngày nay nhu cầu của con người sử dụng nước ngày càng nhiều về số lượng với nhiều mục đích khác nhau. Nguồn nước mà con người sử dụng được thì hầu hết là nước ngọt từ nguồn nước bề mặt và nước ngầm. Ngày nay nguồn nước này đang bị nhiễm bẩn và cạn kiệt do việc xả thải và sử dụng thiếu ý thức của con người, áp lực của việc gia tăng dân số cùng với tốc độ đô thị hóa. Nguồn nước bị ô nhiễm có nguồn gốc tự nhiên và nhân tạo: Nguồn gốc tự nhiên: do mưa, tuyết tan, gió, bão, lũ lụt. Hoàng Minh Đức Trang 6
  15. Khóa luận tốt nghiệp Đại học Khoa Hóa Học Nguồn gốc nhân tạo: là sự thải các chất độc hại dưới dạng lỏng. Chủ yếu do xả nước thải từ các vùng dân cư, khu công nghiệp, hoạt động giao thông vận tải, thuốc trừ sâu, diệt cỏ, phân bón trong nông nghiệp. Các hoạt động nông nghiệp, công nghiệp đều đòi hỏi một lượng nước rất lớn. Mặt khác mức sống của nhân dân được tăng lên đã dẫn đến nước sử dụng cho sinh hoạt tăng lên. Nguồn nước thải sinh hoạt, nông nghiệp và công nghiệp chảy ra sông ngòi làm bẩn nguồn nước ăn và tưới tiêu. Nguồn nước dùng để ăn uống thì nhiễm bẩn trực tiếp, còn dùng để tưới tiêu thì ngấm vào cây cối, lương thực thực phẩm, thức ăn cho gia súc, gây hại gián tiếp cho con người. Sự có mặt của các loại hóa chất độc hại, phân bón, thuốc trừ sâu, chất thải hữu cơ từ các sản phẩm hóa học công nghiệp, kim loại nặng… lan truyền tích lũy dần trong đất đã làm xấu đi các tính chất của của nguồn nước. Ngày nay, chất lượng nước kém do ô nhiễm nguồn nước ngày càng gia tăng đang đặt ra cho loài người những thách thức hết sức nặng nề. Tóm lại, nước có một vai trò cực kì quan trọng trong sự phát triển của tự nhiên và đời sống trên hành tinh của chúng ta. Tuy nhiên hiện nay nhu cầu sử dụng và ý thức của con người làm cho nguồn nước đang bị ô nhiễm nghiêm trọng gây ảnh hưởng không tốt đến chất lượng cuộc sống và các sinh vật trên Trái Đất. Vì vậy, sự chung tay của các quốc gia, con người trong việc bảo vệ nguồn nước đang là vấn đề chung của nhân loại. I.1.5. Ô nhiễm môi trường nước tại thành phố Hồ Chí Minh: Hiện nay mỗi ngày thành phố có 600.000m3 nước thải nhưng chỉ có khoảng 60% lượng nước này được xử lý sơ bộ vào hệ thống chung nên tình trạng ô nhiễm nguồn nước ngày càng tăng. Ô nhiễm nguồn nước trên địa bàn Thành phố Hồ Chí Minh hiện nay được đánh giá là nghiêm trọng nhất. I.1.5.1. Đặc điểm của hệ thống kênh rạch, cấp thoát nước, nước thải thành phố Hồ Chí Minh: Hệ thống kênh rạch thành phố phải tiếp nhận một khối lượng lớn nước thải sinh hoạt, các cơ sở sản xuất lớn nhỏ, nguồn nước mưa cuốn theo phân và rác, các chất gây ô nhiễm có trên mặt đất đi theo. Ngoài ra thành phố còn chịu ảnh hưởng của chế độ bán nhật triều. Khi triều cường xuống, nước từ hệ thống kênh rạch chưa kịp rút ra sông lớn và biển đã bị triều cường lên đẩy ngược vào kênh rạch. Quá trình này làm tù đọng và tích lũy các chất ô nhiễm trong kênh rạch. Hoàng Minh Đức Trang 7
  16. Khóa luận tốt nghiệp Đại học Khoa Hóa Học Chất lượng nước sinh hoạt, ăn uống của người dân không đạt tiêu chuẩn. Theo thống kê của Trung tâm Y tế dự phòng Thành phố Hồ Chí Minh trong năm 2011, chất lượng nước gia đình ở các hộ dân nhiều nơi không ổn định. Các mẫu nước không đạt chuẩn vi sinh tập trung nhiều ở các quận: quận 7, 9, Bình Thạnh, Tân Phú, Phú Nhuận. Về hóa lý, các mẫu không đạt tập trung nhiều ở quận 6 và Bình Thạnh. Hầu hết không đạt về chỉ tiêu Permanganat, một số mẫu bị nhiễm sắt. Về nước giếng ở các hộ dân, hầu hết các hộ dân không khử trùng trước khi sử dụng. Việc ô nhiễm nguồn nước cũng bắt nguồn do đường ống dẫn nước tại các khu chung cư, đô thị đến các hộ sinh hoạt bị xuống cấp nghiêm trọng do đường ống thoát nước cũ lâu ngày bị rò rỉ, nứt vỡ gây ô nhiễm cục bộ trong khu vực. Một số người dân tự lắp đặt, cải tạo hệ thống cấp thoát nước thông qua bể chung, gây ô nhiễm nguồn nước chung khi nguy cơ từ bãi rác thải các loại côn trùng gây bệnh như ruồi, muỗi, chuột xâm nhập vào đe dọa chất lượng cuộc sống của người dân. I.1.5.2. Ô nhiễm do nước thải sinh hoạt và dịch vụ: Hàng ngày Thành phố Hồ Chí Minh có khoảng 450.000 - 520.000m3 nước thải từ các khu vực dân cư, nhà hàng, khách sạn, bệnh viện đổ xuống nguồn nước, kênh rạch và sông Sài Gòn… làm ô nhiễm nguồn nước và mức độ ô nhiễm ngày càng trầm trọng hơn, đáng lưu ý là mức độ ô nhiễm rất cao ở các kênh Nhiêu Lộc - Thị Nghè, kênh Đôi - kênh Tham Lương … sông Sài Gòn (nhất là đoạn sông gần cảng Sài Gòn). Thành phố có khoảng 25.000 hộ gia đình sống trong các nhà xây trên kênh rạch với dân số đến hàng trăm nghìn người. Nhìn chung nước thải sinh hoạt chưa được xử lý mà thải thẳng ra hệ thống cống thoát nước hoặc ra kênh rạch. Ước tính mỗi ngày nước thải sinh hoạt ở khu vực nội thành chứa khoảng 56.000 tấn BOD, 125.000 tấn COD, 84.000 tấn chất rắn lơ lửng, 100.000 tấn chất rắn hòa tan, 9.000 tấn nitơ và 1.000 tấn photpho. I.5.1.3. Ô nhiễm do các hoạt động nông nghiệp: Hiện nay vấn đề ô nhiễm môi trường nhất là môi trường nước gây ra do hóa chất dùng trong nông nghiệp đã trở thành vấn đề bức xúc cần được quan tâm. Rất nhiều loại thuốc bảo vệ thực vật được sử dụng hiện nay đã gây ra nhiều hậu quả nghiêm trọng, ảnh hưởng đến sức khỏe của con người, làm giảm tính đa dạng sinh học, làm giảm sự phát triển của các loài sinh vật có ích. Hoàng Minh Đức Trang 8
  17. Khóa luận tốt nghiệp Đại học Khoa Hóa Học Ngoài thuốc bảo vệ thực vật, vùng lưu vực sông Đồng Nai - Sài Gòn còn sử dụng lượng phân bón hóa học khá lớn (vài ngàn tấn/năm). Các loại phân này chứa hàm lượng chất dinh dưỡng (N, P) cao có khả năng gây ô nhiễm nguồn nước do bị chảy tràn từ ruộng vào sông rạch. Bên cạnh các nguyên nhân gây ô nhiễm môi trường nói trên thì ô nhiễm do dầu cũng là một vấn đề cần được quan tâm. I.5.1.4. Ô nhiễm do nước thải công nghiệp: Hầu hết các xí nghiệp công nghiệp đều chưa có hệ thống xử lý nước thải cục bộ, tất cả các loại nước thải thường được xả trực tiếp vào hệ thống cống thành phố hoặc vào các kênh rạch. Tuy lưu lượng nước thải công nghiệp nhỏ hơn nước thải sinh hoạt nhưng nồng độ các chất ô nhiễm và tính độc cao. Theo các số liệu thu thập được, hiện nay thành phố Hồ Chí Minh có khoảng 700 cơ sở sản xuất công nghiệp vừa và nhỏ. Trong đó có hơn 500 cơ sở ở nội thành, 200 cơ sở ở ngoại thành và được chia thành 22 cụm công nghiệp khác nhau nằm rải rác ở các quận, huyện. Các ngành công nghiệp tiêu biểu như là: dệt nhuộm, thực phẩm, hóa chất, cơ khí, giấy, bia nước ngọt, đường, đông lạnh xuất khẩu … Ngoài ra, trên địa bàn thành phố có gần 24.000 cơ sở sản xuất tiểu thủ công nghiệp, trong đó 89% nằm xen lẫn với các khu dân cư nội thành, 115 ở ngoại thành. Nhìn chung công tác xử lý nước thải ở các xí nghiệp công nghiệp còn rất hạn chế và đây là một trong những nguyên nhân chính gây ô nhiễm nặng môi trường nước khu vực nội thành và vùng ven đô, đặc biệt là trong mùa khô. I.5.1.5. Hệ thống xử lý và thu gom rác thải ở Thành phố Hồ Chí Minh: Hệ thống thu gom rác thải còn thô sơ và chưa có quy mô, chủ yếu là các quá trình từ các cơ sở tư nhân. Quá trình thu gom rác này làm khuếch tán và lan rộng ra các chất bẩn và các chất độc hại gây ô nhiễm nguồn nước. Hệ thống xử lý rác thải theo kiểu chôn lấp, xử lý thủ công nên hầu như những chất có khả năng hòa tan được đều thấm trực tiếp vào đất và hòa vào nguồn nước ngầm của thành phố gây nên những hậu quả vô cùng nghiêm trọng. Tất cả những vấn đề trên cho ta thấy được những bất cập và thực trạng ô nhiễm nguồn nước ở thành phố Hồ Chí Minh. Với tình trạng như hiện nay, nếu chúng ta không có biện pháp ngăn ngừa, khắc phục nhanh chóng và kịp thời thì trong một tương lai không xa môi trường nước ở nơi đây sẽ bị hủy hoại một cách Hoàng Minh Đức Trang 9
  18. Khóa luận tốt nghiệp Đại học Khoa Hóa Học nghiêm trọng, việc cung cấp nước sinh hoạt của Thành phố sẽ không thể duy trì được và cuộc sống của người dân gặp rất nhiều khó khăn và thách thức. I.2. SẮT VÀ HỢP CHẤT CỦA SẮT [1], [3], [14]: I.2.1. Sắt: Sắt thuộc phân nhóm VIIIB, chu kỳ 4 trong bảng hệ thống tuần hoàn Mendeleep. Ký hiệu hóa học: Fe. Cấu hình điện tử: (Z = 26) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d6. Phân loại: kim loại chuyển tiếp. Khối lượng nguyên tử: 55,85 đvC. Bán kính nguyên tử: 1,26 A0. Số oxi hóa đặc trưng: +2, +3, ngoài ra còn có số oxi hóa 0, +6. Hóa trị: II, III. I.2.1.1. Tính chất lý học: Sắt là kim loại có ánh kim, màu trắng xám, dẻo, dễ dát mỏng, có tính sắt từ. Nhiệt độ nóng chảy: 15360C. Nhiệt độ sôi: 28800C. Tỷ khối d = 7,91 g/cm3. Sắt có 4 dạng thù hình bền ở những khoảng nhiệt độ xác định: Feα 7000C Feβ 9110C Feγ 13900C Feδ 15360C Felỏng Dạng Feα, Feβ, có kiến trúc tinh thể kiểu lập phương tâm khối nhưng có kiến trúc electron khác nhau nên Feα có tính sắt từ và Feβ có tính thuận từ, Feα khác với Feβ là không hòa tan Carbon. Feγ có kiến trúc tinh thể lập phương tâm diện và có tính thuận từ. Feδ có kiến trúc lập phương tâm khối như Feα nhưng tồn tại đến nhiệt độ nóng chảy. Sắt tạo nên rất nhiều hợp kim quan trọng đặc biệt là hợp kim Fe – C. Tùy thuộc vào lượng carbon trong sắt mà người ta chia ra: sắt mềm (
  19. Khóa luận tốt nghiệp Đại học Khoa Hóa Học I.2.1.2. Tính chất hóa học: Sắt là một kim loại có hoạt tính trung bình. - Tác dụng với đơn chất: Ở điều kiện thường nếu không có hơi ẩm, sắt không phản ứng rõ rệt ngay với những phi kim điển hình như O2, S, Cl2 và Br2 vì có màng oxit bảo vệ. Khi đun nóng, phản ứng xảy ra mãnh liệt, nhất là ở dạng bột, sắt tác dụng với hầu hết các phi kim. Khi đun nóng trong không khí khô, sắt tạo nên Fe2O3 và ở nhiệt độ cao hơn, tạo nên Fe3O4. 0 3Fe + 2O2 t   Fe3O4 Sắt phản ứng mạnh với các halogen. Khi đun nóng sắt với các halogen thu được Fe(III) halogenua khan FeX3. 0 2Fe + 3Cl2 t  2FeCl3 Nung sắt với S cũng có phản ứng tạo sắt sunfua. 0 Fe + S t   FeS - Tác dụng với hợp chất: + Tác dụng với dung dịch axit như HCl, H2SO4 loãng…sắt bị oxi hóa thành Fe(II) và giải phóng khí H2. o Fe + 2HCl t  FeCl2 + H2  0 Fe + H2SO4 t  FeSO4  + H2  + Tác dụng với các axit có tính oxi hóa mạnh như H2SO4, HNO3 đặc nóng, nhưng lại thụ động hóa ở trạng thái đặc nguội. 0 2Fe + 6H2SO4 (đặc) t  Fe2(SO4)3 + 3SO2  + 6H2O 0 Fe + 6HNO3 (đặc) t  Fe(NO3)3 + 3NO2  + 3H2O + Tác dụng với nước: Sắt không tác dụng với nước ở nhiệt độ thường, nhưng ở nhiệt độ hơi cao thì khử được nước. t 0 570 0 C 3Fe + 4H2O    Fe3O4 + 4H2   0 0 Fe + H2O t570 FeO  C + H2  Hoàng Minh Đức Trang 11
  20. Khóa luận tốt nghiệp Đại học Khoa Hóa Học Do đó sắt bị không khí ăn mòn tạo thành lớp rỉ xốp Fe2O3.nH2O; nhất là khi chứa tạp chất. 3 2Fe + O2 + nH2O   Fe2O3.nH2O 2 + Với muối kim loại kém hoạt động, Fe đẩy được kim loại ra khỏi muối. Fe + CuSO4   Cu + FeSO4 I.2.1.3. Trạng thái tự nhiên: Sắt là một trong những nguyên tố phổ biến nhất trong tự nhiên, đứng thứ tư về hàm lượng trong vỏ Trái Đất sau oxi, silic, nhôm. Những khoáng vật quan trọng của sắt là quặng manhetit (Fe3O4), quặng hematit đỏ (Fe2O3), quặng hemantit nâu (Fe2O3.nH2O), quặng pyrit (FeS2), quặng xiderit (FeCO3). Có rất nhiều mỏ quặng sắt và sắt nằm dưới dạng khoáng chất với nhôm, titan, mangan…; sắt còn có trong nước thiên nhiên. I.2.2. Các hợp chất của sắt: I.2.2.1. Hợp chất của Fe(II): a. Sắt (II) oxit: FeO FeO là chất bột màu đen, không tan trong nước, không có trong tự nhiên. FeO tác dụng với các axit như HCl, H2SO4 loãng tạo thành muối sắt (II). FeO + 2HCl   FeCl2 + H2O FeO dễ bị khử về kim loại khi đun nóng với các chất khử: H2, CO,… 0 FeO + H2 t  Fe + H 2O 0 FeO + CO t  Fe + CO2  Điều chế: FeO được điều chế bằng cách nhiệt phân các muối carbonat, oxalat hay nhiệt phân hydroxyt trong môi trường không có oxi. 0 FeC2O4 t  FeO + CO2 + CO 0 500 C Fe(OH)2     FeO + H2O b. Sắt (II) hydroxyt: Fe(OH)2 Fe(OH)2 có màu trắng, không tan trong nước, trong không khí Fe(OH)2 nhanh chóng biến thành Fe(OH)3 có màu nâu đỏ. 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O   4Fe(OH)3 Hoàng Minh Đức Trang 12
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.26: Bộ 320 Luận Văn Thạc Sĩ Y Học
320 tài liệu
1253 lượt tải
THÔNG TIN
TRỢ GIÚP
HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG
Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.

 

Đồng bộ tài khoản
3=>0